城市路灯节能技术及节能策略

马 俊

(忻州市城市照明管理处，山西忻州 034000)

城市路灯是我国电力消耗的一个重要方面，随着能源供应的日益紧张，节能的呼声越来越高。随着“绿色照明工程”工作的推进，我国的照明设计与照明产品的发展趋势面临着“绿色革命”。它将以节约能源和资源;保护地球生态环境;提高照明质量，提高舒适性和健康性为发展目标。目前照明电耗占全国总电耗的15%左右，由于道路照明现已有很多的专业三遥控制路灯管理系统集中管理，比如“丹东三安公司的路灯控制系统”“广州正力的路灯控制系统”等，从控制节能技术推广的角度来看，容易实现，目前很多城市已经开始了路灯节能工作的探索。

1 目前主要使用的路灯节能技术

1)半夜灯方式。半夜灯是指在中小城市街道路灯，在后半夜人流量、车流量较少，亮度不需要太高的情况下，实现路灯隔一亮一的方式及两排路灯交叉点亮，以节约电能。这种方式投资小，只需要铺设两根相对规格较小的电缆便可实现。

2)单灯控制。现在很多城市的广场、公园等地都装有瓦数很大且光源点很多的景观灯，在人流稀少的晚间12点后或是进入天气寒冷的冬季，出来锻炼身体或闲逛的人就很少甚至没有了，这样通过在每一个单灯上安装三安公司的单灯控制器就可以实现对每一盏灯的单独开关灯控制，从而起到节电节能的效果。

3)路灯节电器。现在的路灯节电器已成为一种比较常见的节电产品，它集智能技术、电磁技术、数据控制技术于一体，具有很完善的调节功能来达到节电效果，节电率可调，开关路灯的时间可调，对电网电压无污染，操作简便、照度均匀，节电率可达到25%～45%，有些节电器还有功率因素补偿功能。

4)其他节能技术和方案。光源可用金卤灯取代普通高压钠灯或可采用LED灯取代传统的霓虹灯。灯具可选用ip防护等级高，反射效率高的照明灯具。此外就是电器，采用电感节能镇流器取代普通镇流器，可节能5%左右;或使用电感调光镇流器，在镇流器中多设置一个抽头，利用调节器预先设定好的时间调整输出电压，从而调整输出的电流达到节约电量的目的，这种做法具有很好的节能效果，照度也能够达到相应的效果。或使用太阳能路灯照明系统。下面我们将简单论述一下这两种路灯节能方案。

2 采用电子镇流器节能技术方案

在照明工程中，镇流器是不可缺少的重要成员，它的发展也越来越受到更多人的关注。如在道路照明上对新路主要是采用性价比高的灯具、光源，老路运用新的节能产品改造。所以采用节能型镇流器是一种不错的路灯节能策略。高压钠灯电子镇流器相比较传统电感镇流器具有优越的节能性能。以250 W为例，首先是功耗低、光照度强、恒功率输出。电子镇流器自身功耗只有12 W，而电感镇流器自身功耗约为40 W。在相同光照度的情况下，电子镇流器输入功率为283．5 W，而传统的电感镇流器为315 W，相差节省30 W。另外，电压升高后使用电子镇流器节能效果更明显，因为电子镇流器有恒定输出功率，电压在170 V～260 V之间，输出功率始终为250 W，而电感镇流器在后半夜约6 h的时间内基本上工作在320 W。电子镇流器还具备功率自动调节功能，对于路灯来讲，在后半夜路上无人的情况下，电子镇流器可把钠灯的功率降至150 W，从而有效降低用电量。电子镇流器功率因数为0．98，而电感镇流器不加补偿电容约为0．4，加上补偿电容只有0．7～0．8，钠灯在电子镇流器的控制下工作功率为250 W，而在电感镇流器控制下的功率约为320 W，其视在功率分别为:255 VA和400 VA，相差145 VA，即改为电子镇流器单只钠灯需要的流量比使用电感镇流器多145 VA。这样，在建设初期，可以降低变压器的容量及电缆的线径，从而大大节省投资成本;在扩建时，可以不必要增加变压器。

由于电子镇流器具有一天即亮、宽频工作电压、抗干扰等特点，从而延长了灯泡的使用寿命。按换灯率87%计算，一年大约更换一支钠灯，而使用电子镇流器后3年～5年才需更换一支，一年一盏路灯最少可节省一只灯管。一支路灯一年需更换一次钠灯管，其人工费用远高于一只钠灯的成本价，而使用电感镇流器后，一年之内无需更换钠灯，完全可节省此项费用。在钠灯启动时，电子镇流器启动电流为0．35 A，电感镇流器为4 A～5 A，而正常工作时灯电流却为1．2 A，这样使用电感镇流器的钠灯，启动时的电流是正常工作时的3倍～4倍，而使用电子镇流器后，变压器的容量及电缆的线径均可显著减少，大大节省基础建设的投资成本。电子镇流器的额定工作频率为35 kHz～45 kHz，远比市电的50 Hz高，因此采用电子镇流器驱动的高压钠灯显色性好，无频闪。此外，电子镇流器具有功率因数控制电路及功率控制电路等的运行功率不受电网电压波动的影响，可持续提供优异的道路照明。夜间行车眼睛不易疲劳，从而减少交通事故的发生率。

使用电子镇流器不会对电网产生干扰，电子镇流器替换传统电感式镇流器后，可大幅度节省铜、钢等有色金属的消耗量，具有良好的经济效益和社会效益。

3 采用太阳能路灯系统实现有效节能

太阳能路灯以太阳光为能源，白天太阳能电池板给蓄电池充电，晚上蓄电池给灯源供电使用，无需复杂昂贵的管线铺设，可任意调整灯具的布局，安全节能无污染，无需人工操作工作稳定可靠，节省电费免维护。采用太阳能路灯再结合新一代光源(LED)搭配方案，以达到绿色环保、长期受益。

太阳能路灯是利用太阳能电池板，白天接收太阳辐射能，并转化为电能，经过充放电控制器储存在蓄电池中，夜晚当照度逐渐降低，充放电控制器侦测到这一值后动作，蓄电池对灯头放电［1］。蓄电池放电10 h后，充放电控制器动作，蓄电池放电结束。

太阳能路灯系统组成。从功能上道路照明系统的主要功能是保证道路安全，提高道路运输效率、保障人身安全、提供舒适环境。在满足道路照明各项功能需要的基础上，提高道路照明系统的能效，降低系统功耗，节约能源，减少污染，以达到节能和环保的目的。另外还要结合当地的光资源情况，当地阴雨天气情况，电池板受灰尘覆盖、温度影响、控制器、蓄电池的各种效率等实情进行综合考虑。在具体设计太阳能路灯系统时要充分考虑因地制宜。要做好电池的选用，做到在连续3 d～5 d的阴雨天也可以保证路灯仍能正常运行。当阴天超过最大天数时路灯自动切换到市电照明，待晴天路灯再自动切换到太阳能照明。天黑后路灯自动点亮，天亮后到点路灯自动熄灭。短时间断电时可以保存用户所设定的各种参数。由于太阳能路灯需要靠吸收太阳光，所以太阳能电池板一般安装在灯杆上朝着太阳的方向，一般选择多块太阳能电池板组成所需要的组件功率［2］。蓄电池在连接时，需要考虑各单体电池间的不平衡影响，正常情况下并联组数不超过4组。目前业内都选用免维护、防水铅酸蓄电池或胶体蓄电池。太阳能路灯还应配备现在流行的LED节能型灯头，LED灯头具有环保无污染、耗电少、光效高、寿命长等特点，因此，LED路灯将成为节能改造的最佳选择，这样既延长了使用寿命又起到了节能降耗的作用。

4 设计路灯节能方案时的其他考虑

我国的很多中小城市晚上10点后，大城市在晚上12点后，一些非繁华的街道几乎没有车辆与行人通行，在这些道路上仍然保持较高照明度显然没有必要，特别是居民区的小区道路，因为小区内居民早已休息，更没有必要保持高照明度。即在夜间行人较少活动时，适当降低灯泡的功率，使灯泡在额定功率的60%～70%运行，这样不仅可以节省大量电量，还可以延长灯泡及镇流器的使用寿命，从而节省很多的维护费用。虽然灯泡功率降低了30%～40%，但街道还可保证道路灯光照明度无盲区，完全可保证道路的安全通行要求。

总之，我国现阶段电力需求过大，电能消耗早已供不应求，节约电能一直是我国减能减排的重要举措，所以在选用高效节能的路灯时应该多做调查再结合实际情况来选用一些相关的节能型产品，既可以起到它应有的作用又可以保证高效节能。

［1］ 白 艳，朱光营，杨秀林，等．新能源——太阳能路灯节能技术的应用［A］．山东煤炭学会2010年工作会议暨学术年会论文集［C］．2010:16-18．

［2］ 李 驰．小议太阳能路灯应用研究［J］．科技创新导报，2010(35):25．